反極性變換器電路的獲得

反極性變換器最初是一種為了獲得反極性電壓而產(chǎn)生的開關(guān)型變換器。

接下來看看如何獲得反極性變換器的思路?在不清楚反極性變換器是什么樣的電路之前,可以將反極性變換器看成是一個(gè)方框?這個(gè)方框的左側(cè)就是輸入,方框的右側(cè)是輸出,如圖1-1?

為了能更直接地理解反激式變換器電路獲得的思路,圖11-圖18電路的輸出電壓極性為電路的實(shí)際極性。

圖1-1中可以看到:由于反極性變換器的輸人與輸出之間時(shí)電壓是反向的,如果不加以阻止,電源適配器電流就會(huì)直接從輸入端流向輸出端,而且輸出電壓也將不再是反極性的, flyback變換器也將會(huì)流過不允許的反向電流?這樣就需要一個(gè)反向電流阻塞元件來阻止這個(gè)反向電流?

阻止反極性變換器反向電流最簡(jiǎn)單的辦法就是采用具有單向?qū)щ娖骷尤敕礃O性變換器的輸入與輸出之間?這個(gè)阻止反向電流的元器件應(yīng)接在反極性變換器的輸出一側(cè)?單向?qū)щ姷脑骷苋菀讜?huì)想到是二極管?接人二極管,如圖1-2所示。

接下來會(huì)看到,輸入電流與輸出電流是相向的,很顯然,輸入電流將無法輸送到輸出,輸出電流也無法接受輸入電流的方向?為了解決這個(gè)問題需要一個(gè)元器件來調(diào)和兩個(gè)電流之間的沖突?

接下來需要考慮的是這個(gè)元器件調(diào)和輸入?輸出電流方向的元器件放置的位置?很顯然,這個(gè)元器件應(yīng)該是輸入電流流向和輸出電流流向兼容的位置,如圖13所示?

由于電源適配器電流沒有輸送到輸出,因此電源適配器不可能像降壓型變換器那樣可以直接向輸出提供電能,因此需要一個(gè)能量轉(zhuǎn)換元器件,將電源適配器的輸人能量?jī)?chǔ)存起來,然后再將所儲(chǔ)存的能量送到輸出?

能起到能量傳遞作用的元器件可以是電源適配器(電壓源或電流源),也可以是無源的儲(chǔ)能元器件(電容或電感),電源適配器當(dāng)然不允許出現(xiàn)在反極性變換器內(nèi)部,要不然用反極性變換器做什么用呢?因此只有無源的儲(chǔ)能元器件,即電容器和電感器。

先看采用電容器是否可以?電路如圖1-4所示。

盡管電容器的電流是可以雙向的,但是,由于電容器在向外釋放儲(chǔ)能的放電過程中不可能實(shí)現(xiàn)電壓極性反向,因此電容器的儲(chǔ)能也不可能釋放到輸出?因此,利用電容器的思路變得不現(xiàn)實(shí)?

利用電感作為能量轉(zhuǎn)換元器件又會(huì)怎樣呢?是不是也不適用?應(yīng)用電容器不可能的原因是電容器的電壓不能反極性?需要清楚的是電感在釋放儲(chǔ)能狀態(tài)下電流是不能反向的,?但是電壓是可以反向的?電感電壓的方向表明:如果原來電感是吸收能量的,在電感電壓極性反向后則表明電感由吸收能量變?yōu)獒尫拍芰俊?

而反極性變換器的輸入電壓與輸出電壓正是要反極性的,因此電感作為能量轉(zhuǎn)換(傳遞)的元件是適合的?電感在電路中的位置如圖1-5所示。

電感作為能量轉(zhuǎn)換元器件時(shí)就會(huì)存在電感的儲(chǔ)能期和電感的釋放儲(chǔ)能期?在電感釋放儲(chǔ)能期,電感向輸出釋放儲(chǔ)能或者說向輸出提供電能,但是在電感儲(chǔ)能期,電感是不能向輸出提供電能的,那么輸出所需要的電能從哪來呢?總不能讓負(fù)載一會(huì)兒有電,一會(huì)兒又沒電?解決這個(gè)問題又還需要一個(gè)儲(chǔ)能元器件,這個(gè)儲(chǔ)能元器件需要端電壓盡可能地不變或變化很小,電容器正好符合這一要求,因此在反極性變換器的輸出端一定要并聯(lián)一個(gè)支撐電容器或者稱為輸出濾波電容器,如圖1-6所示?

圖1-6電路中還缺少一個(gè)元器件,這將是反極性變換器電路獲得思路的最后一個(gè)問題這就是在最后剩下的位置接上一個(gè)開關(guān)管?電路如圖1-7所示?

由于實(shí)際的直流電源適配器存在比較大的寄生電感,因而不能提供交流電流,因此在實(shí)際應(yīng)用中還要在反極性變換器的輸入端接上一個(gè)旁路電容器吸收來自負(fù)載的交流電流成分,這樣才能得到適用的反極性變換器電路,如圖1-8所示?